Tomation: Ontwikkeling van een economisch rendabele bladsnijrobot
Arbeidsintensief werk robotiseren
In de tomatenteelt worden regelmatig de onderste bladeren van elke plant verwijderd. Hiermee wordt onder andere de rijping van de tomaten bevorderd. Deze gewashandeling wordt afhankelijk van de werkwijze bladbreken of bladsnijden genoemd. Bij deze veelal wekelijks uitgevoerde handeling worden twee tot drie bladeren per plant verwijderd. Het is daarbij van belang dat het blad zo kort mogelijk op de stam wordt verwijderd. Dit om te voorkomen dat er ziektes, zoals botrytis, in het gewas ontstaan.
Samen met een groep tomatentelers is Priva enkele jaren geleden een grote uitdaging aangegaan: het ontwikkelen van een robot die volledig zelfstandig in een kas het blad van tomatenplanten verwijderd. Het doel is niet alleen een robot die de prestaties van de mens evenaart, de robot moet ook in economisch opzicht rendabel zijn. Niemand is nog in staat geweest om een dergelijke robot te ontwerpen en te commercialiseren. De telers en Priva hebben deze stap gemaakt om een basis te leggen voor robotisering van diverse gewashandelingen in de kas: het bladsnijden is slechts één van de toepassingen, tomaat slechts één van de gewassen.
De uitdagingen
De inhoudelijke uitdaging van het geautomatiseerd bladsnijden is om in een 'zee van groen' de juiste bladeren te herkennen en in een korte tijd netjes te verwijderen. Omdat elke plant verschillend is en bijvoorbeeld de lichtomstandigheden steeds wijzigen, worden er hoge eisen gesteld aan de opnametechnieken. In het project worden daarom de modernste vision-technieken toegepast. Als een blad is gevonden, wordt dat met een speciale op een robotarm gemonteerde snijmodule verwijderd. Deze robotarm en de snijmodule zijn zo compact mogelijk uitgevoerd om makkelijk door het gewas te kunnen bewegen en het gewas niet te beschadigen. De onderdelen moeten goed bestand zijn tegen vervuiling en de inwerking van sappen van de tomatenplant.
Om economisch rendabel te kunnen zijn, moet de robot een groot aantal bladeren per uur kunnen verwijderen. Dit betekent dat de robotarm snel moet kunnen bewegen en dat de vision-technieken snel en betrouwbaar de positie van de bladeren moeten kunnen bepalen. De referentie is het huidige arbeidskostenniveau. Tijdens het project wordt continue bewaakt of de robot economisch rendabel kan worden toegepast. Het testen in de kas speelt hierbij een grote rol: iets kan er op de tekentafel nog zo mooi uitzien, uiteindelijk is het echter het resultaat dat telt!
De samenwerking
Aan het project ligt een unieke samenwerking ten grondslag. Enerzijds de telers die zich realiseren dat arbeid vroeg of laat een beperkende factor wordt voor hun bedrijfsvoering en dat er een ontwikkeling in gang gezet moet worden om dit te voorkomen. Anderzijds een toeleverancier die dezelfde visie deelt en niet terugschrikt om een technisch risicovolle uitdaging op te pakken. Beide partijen investeren in de ontwikkeling. De telers doen dit als collectief en dat maakt het extra bijzonder: ongeveer de helft van het Nederlands areaal tomaat is zo bij de ontwikkeling van de bladsnijrobot betrokken. De ontwikkeling wordt verder mogelijk gemaakt door een aantal subsidieregelingen en lokale en nationale sponsoren.
Naast de investeringsafspraken is binnen het samenwerkingsverband overeengekomen dat revenuen van deze ontwikkeling met rendement terugvloeien naar alle investeerders. Kennisuitwisseling is, naast financiële aspecten, een belangrijk element om de ontwikkeling tot een succes te brengen. Zo spelen de telers bijvoorbeeld een cruciale rol om de praktische toepasbaarheid van de robot te waarborgen.
Stand van zaken
In de loop van de tijd zijn verschillende concepten ontwikkeld en getoetst. Een belangrijke mijlpaal was het moment dat met een proefmodel daadwerkelijk bladeren van een plant konden worden verwijderd. Een mooie prestatie echter knipkwaliteit en snelheid van het proefmodel waren nog te laag om economisch rendabel te kunnen zijn.
Een succesvol proefmodel is nog geen geslaagd product. Een aanpassing van het concept was nodig. Na voorbereidend onderzoek en een tweede proefmodel is in de afgelopen twee jaar een prototype ontwikkeld met de potentie om zowel technisch als economisch succesvol te zijn. Dit prototype wordt op dit moment onder praktijkomstandigheden getest. De knipkwaliteit voldoet aan de verwachtingen. Qua snelheid en effectiviteit hebben we onze doelstellingen nog niet helemaal bereikt. Er zijn de afgelopen periode echter grote stappen in de goede richting gezet waardoor het doel steeds dichterbij komt.
Zoals bij veel ontwikkelingen zijn het de laatste loodjes die het zwaarst wegen: het kost tijd om de spreekwoordelijke punt op de 'i' van innovatie te krijgen.
Tomation is een samenwerkingsverband van de bedrijven: Priva, Stichting Prigrow Tomation en Berg Hortimotive. De volgende bedrijven ondersteunen het project: Rijksdienst voor Ondernemend Nederland, Provincie Zuid Holland, Gemeente Westland, Rabobank, Productschap Tuinbouw en Stichting Landbouw Innovatie Brabant.
Dit artikel komt van Priva. Voor meer informatie:
Priva (e-mail)
Zijlweg 3
2678 LC De Lier
Nederland
T +31 (0)174 522 600
F +31 (0)174 522 700
www.priva.nl